CN105004445A - 基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置及方法 - Google Patents

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蒋斌
李�荣
张林利
李红梅
李立生
石鑫
王华广
刘明林
房牧
董啸
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    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Abstract

本发明公开了一种基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置及方法，信号处理单元通过测量光纤光栅反射中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值，温度传感器和信号处理单元实现对配变运行温度的连续测量，就地测温终端对监测数据按设定时间间隔进行就地存储，运维人员进行巡检时利用手持数据接受终端通过红外通信完成对配变运行温度数据的接收，实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑。利用红外数据传输不受电磁干扰，不产生额外的通信费用，投资小。实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑；同时数据接收终端便于携带，方便就地获取测量数据。

Description

基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置及方法
技术领域
本发明属于配电设备状态监测技术领域，尤其涉及一种基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置及方法。
背景技术
在供电系统中，配电变压器是主要供电设备之一。它肩负着高低压电源的转换，关系到整个高低压供电系统的可靠性、供电质量和经济运行。随着配网用电量的不断增大，负荷的峰谷差越来越大，部分地区配电变压器因过负荷运行而出现过热烧毁现象时有发生，因此配电变压器运行温度的监测也愈来愈受到重视。
配电变压器工作环境相对恶劣，且数量众多，分布广泛，若依照传统依赖主站通信的变压器温度在线监测技术，需要组建庞大的通信网络，投资大，实现在线监测难度大；而按设定的巡检周期就地对配变进行红外测温，容易受噪声和环境干扰，测量误差大，且只能获得当前时间断面温度数据，不易发现间歇性潜伏缺陷信号。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置及方法，实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑；同时数据接收终端便于携带，方便就地获取测量数据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，包括温度传感器，温度传感器连接信号处理单元，所述信号处理单元连接就地测温终端，所述就地测温终端连接第一红外通信模块，所述第一红外通信模块与手持数据接受终端进行通信；所述温度传感器为光纤光栅温度传感器，在单根光纤上串联多个不同中心波长的光纤光栅组成光纤光栅传感阵列；所述信号处理单元通过测量光纤光栅反射的中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值。
所述就地测温终端包括相互连接的数据采集模块和固态存储模块，所述数据采集模块与所述第一红外通信模块连接，所述第一红外通信模块为数据发送端。
所述固态存储模块为FLASH芯片。
所述光纤光栅温度传感器的分辨率为0.1℃，测温精度±0.5℃，测温范围能到300℃。配电变压器的温度对变压器的运行起到很好地诊断作用，精确地知道变压器的温度变化对运维人员进行检修起到关键的诊断作用，采用光纤光栅温度传感器测量精度高且测量范围大，更利于运维人员进行检修。
所述手持数据接受终端包括主板电路，所述主板电路包括主处理器模块，主处理器模块连接第二红外通信模块，主处理器模块同时与时钟、复位电路、显示模块、矩阵键盘模块及存储模块连接，电源管理模块分别为第二红外通信模块、主处理器模块、存储模块、显示模块、下载接口和矩阵键盘模块连接。手持数据接受终端实现与就地测温终端的通信，接受就地测温终端测量到的温度数据。
第二红外通信模块与第一红外通信模块进行通信，手持数据接受终端通过红外通信接受就地测温终端采集的温度信息，手持数据接受终端通过显示模块能够显示温度信息。
所述主板电路的外部设有防爆外壳，防爆外壳将主板电路与外界隔离。防爆外壳能够对内部的电路起到保护作用。
所述主处理器模块通过串行外设接口SPI连接到存储模块。
所述第二红外通信模块为数据接收端，通过通用异步串口UART与主处理器模块连接。
基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置的方法，信号处理单元通过测量光纤光栅反射的中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值，温度传感器和信号处理单元实现对配变运行温度的连续测量，就地测温终端对监测数据按设定时间间隔进行就地存储，运维人员进行巡检时利用手持数据接受终端通过红外数据通信完成对配变运行温度监测数据的接收，不需要专门的数据通信网络，不仅大幅降低了投资成本，而且实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑。
本发明的有益效果：
本发明克服传统变压器温度在线监测方式投资大、实施难度大和配变按周期红外测温精度低、不易发现间歇性潜伏缺陷信号的缺点和不足，采用光纤光栅温度传感器实现对配变运行温度的高精度连续测量，并对监测数据按设定时间间隔进行就地存储，利用手持式数据接收终端即可获取配电变压器一段时间周期内的连续运行状态监测数据。利用红外数据传输不受电磁干扰，不产生额外的通信费用，投资小，适合配电变压器的温度监测。实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑；同时数据接收终端便于携带，方便就地获取测量数据。
附图说明
图1是本发明装置的结构框图。
图2(a)是手持数据接收终端的正视图；图2(b)是手持数据接收终端的后视图；图2(c)为手持数据接收终端的顶部视图。
图3是手持数据接收终端的电路模块布局图。
其中，1、防爆外壳，2、显示模块，3、矩阵键盘模块，4、第二红外通信模块，5、存储模块，6、电源管理模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，包括温度传感器，温度传感器连接信号处理单元，信号处理单元连接就地测温终端，就地测温终端连接第一红外通信模块，第一红外通信模块与手持数据接受终端进行通信；温度传感器为光纤光栅温度传感器，在单根光纤上串联多个不同中心波长的光纤光栅组成光纤光栅传感阵列；分辨率为0.1℃，测温精度±0.5℃，测温范围能到300℃；信号处理单元通过测量光纤光栅反射的中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值。
第一红外通信模块为数据发送端，配变巡检人员就地进行温度数据采集时，利用手持数据接收终端与第一红外通信模块实现红外通信连接，实现对一段时间内的配变温度监测数据进行接收。
如图2(a)-图2(c)和图3所示，手持数据接收终端包括主板电路，主板电路包括主处理器模块，主处理器模块连接第二红外通信模块4，主处理器模块同时与时钟、复位电路、显示模块2、矩阵键盘模块3及存储模块5连接，电源管理模块6分别为第二红外通信模块4、主处理器模块、存储模块5、显示模块2、下载接口和矩阵键盘模块3连接。手持数据接受终端实现与就地测温终端的通信，接受就地测温终端测量到的温度数据。电源管理模块6外面设有电池后盖。
所述主板电路的外部设有防爆外壳1，防爆外壳1将主板电路与外界隔离。防爆外壳1能够对内部的电路起到保护作用。
基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置的方法，信号处理单元通过测量光纤光栅反射的中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值，温度传感器和信号处理单元实现对配变运行温度的连续测量，就地测温终端对监测数据按设定时间间隔进行就地存储，运维人员进行巡检时利用手持数据接受终端通过红外数据通信完成对配变运行温度监测数据的接收，不需要专门的数据通信网络，不仅大幅降低了投资成本，而且实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑。
配变巡检人员就地数据采集过程中，手持数据接收终端的第二红外通信模块4接收配变就地测温终端存储的温度监测数据，通过通用异步串口UART将数据传输至主处理器模块，主处理器模块通过串行外设接口SPI将数据储存至存储模块5，显示模块2和矩阵键盘模块3通过输入输出I/O接口与主处理器模块1连接，配变巡检人员可通过显示模块2现场查看测量温度数据，也可通过下载接口进行数据下载。电源管理模块6通过稳压电路和电压转换电路对手持终端供电，时钟保证测量数据与时间对应保存。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，包括温度传感器，温度传感器连接信号处理单元，所述信号处理单元连接就地测温终端，所述就地测温终端连接第一红外通信模块，所述第一红外通信模块与手持数据接受终端进行通信；所述温度传感器为光纤光栅温度传感器，在单根光纤上串联多个不同中心波长的光纤光栅组成光纤光栅传感阵列；所述信号处理单元通过测量光纤光栅反射的中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值。
2.如权利要求1所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述就地测温终端包括相互连接的数据采集模块和固态存储模块，所述数据采集模块与所述第一红外通信模块连接，所述第一红外通信模块为数据发送端。
3.如权利要求2所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述固态存储模块为FLASH芯片。
4.如权利要求1所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述光纤光栅温度传感器的分辨率为0.1℃，测温精度±0.5℃，测温范围能到300℃。
5.如权利要求1所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述手持数据接受终端包括主板电路，所述主板电路包括主处理器模块，主处理器模块连接第二红外通信模块，主处理器模块同时与时钟、复位电路、显示模块、矩阵键盘模块及存储模块连接，电源管理模块分别为第二红外通信模块、主处理器模块、存储模块、显示模块、下载接口和矩阵键盘模块连接。
6.如权利要求5所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述主板电路的外部设有防爆外壳，防爆外壳将主板电路与外界隔离。
7.如权利要求5所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述主处理器模块通过串行外设接口SPI连接到存储模块。
8.如权利要求5所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置，其特征是，所述第二红外通信模块为数据接收端，通过通用异步串口UART与主处理器模块连接。
9.基于权利要求1所述基于红外通信的移动式配电变压器温度监测装置的方法，其特征是，信号处理单元通过测量光纤光栅反射的中心波长转换为光纤光栅温度传感器测量点相应的温度值，温度传感器和信号处理单元实现对配变运行温度的连续测量，就地测温终端对监测数据按设定时间间隔进行就地存储，运维人员进行巡检时利用手持数据接受终端通过红外数据通信完成对配变运行温度监测数据的接收，实现配电变压器一段时间内运行温度数据的连续监测，为配变状态检修提供基础数据支撑。
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